SOPC技术最早是由美国Altera公司于2000年提出的，是现代计算机辅助设计技术、电子设计自动化EDA技术(Electronics Design Automation)和大规模集成电路技术高度发展的产物。SOPC即片上可编程系统，广义上讲，属于SoC(片上系统)，是系统级的芯片设计技术。狭义的讲，SoC是使用ASIC为物理载体进行芯片设计的技术，而SOPC是使用FPGA为物理载体进行芯片设计的技术。传统的设计方法存在着一些缺陷，如：软硬件的开发过程割裂，缺乏沟通。针对这些缺陷，提出了软硬件协同设计。软硬件协同设计是电子系统复杂化后的一种设计新趋势，SoC和SOPC是这一趋势的典型代表。SOPC技术为系统芯片设计提供了一种更为方便、灵活和可靠的实现方式，但SOPC的设计在理论上和实践上还都处于发展阶段。本文重点研究了SOPC设计系统的软硬件协同设计方法，给出了SOPC系统的建模方法，比较了两种软硬件协同划分算法——模拟退火算法和遗传算法，分析了基于NiosⅡ处理器的SOPC系统的软硬件设计方法，给出了实例SOPC系统的体系结构。在基于NiosⅡ的SOPC设计领域，首次结合使用了遗传算法和模拟退火算法进行了目标SOPC系统的软硬件划分，具体设计了NiosⅡ系统的硬件开发平台，并在此开发平台上实现了SOPC系统实例，同时比较了不同软硬件划分的优劣。SOPC系统实例主要实现三个功能，核心板上的4位LED按流水灯闪亮，串口终端打印显示“你好，NiosⅡ”，底板8*8点阵LED动态绘制一个心形图案，同时在另一块点阵LED上绘制一个静态笑脸图案。